什么是阻塞队列
阻塞队列(BlockingQueue
)是一个支持两个附加操作的队列。这两个附加的操作支持阻塞的插入和移除方法。
附加操作 | 解释 |
---|---|
支持阻塞的插入方法 | 意思是当队列满时,队列会阻塞插入元素的线程,直到队列不满。 |
支持阻塞的移除方法 | 意思是在队列为空时,获取元素的线程会等待队列变为非空。 |
插入和移除操作的4中处理方式
在阻塞队列不可用时,这两个附加操作提供了4种处理方式
操作 | Special value | Throws exception | 一致阻塞 | 超时退出 |
---|---|---|---|---|
Insert | offer(e) | add(e) | put(e) | offer(e,time,unit) |
Remove | poll() | remove() | take() | poll(time,unit) |
Examine | peek() | element() | 不可以 | 不可以 |
返回特殊值:当往队列插入元素时,会返回元素是否插入成功,成功返回true 。如果是移除方法,则是从队列里取出一个元素,如果没有则返回null 。 | 抛出异常:当队列满时,如果再往队列里插入元素,会抛出IllegalStateException (“Queue full”)异常。当队列空时,从队列里获取元素会抛出NoSuchElementException 异常。 | 一直阻塞:当阻塞队列满时,如果生产者线程往队列里put 元素,队列会一直阻塞生产者线程,直到队列可用或者响应中断退出。当队列空时,如果消费者线程从队列里take 元素,队列会阻塞住消费者线程,直到队列不为空。 | 超时退出:当阻塞队列满时,如果生产者线程往队列里插入元素,队列会阻塞生产者线程一段时间,如果超过了指定的时间,生产者线程就会退出。 |
JDK 7提供了7个阻塞队列
阻塞队列 | 解释 | 补充 |
---|---|---|
ArrayBlockingQueue | 一个由数组结构组成的有界阻塞队列 | FIFO 创建一个公平的阻塞队列 ArrayBlockingQueue fairQueue = new ArrayBlockingQueue(1000,true); |
LinkedBlockingQueue | 一个由链表结构组成的有界阻塞队列 | FIFO 此队列的默认和最大长度为 Integer.MAX_VALUE |
PriorityBlockingQueue | 一个支持优先级排序的无界阻塞队列 | 默认情况下元素采取自然顺序升序排列。也可以自定义。 需要注意的是不能保证同优先级元素的顺序。 |
DelayQueue | 一个使用优先级队列实现的无界阻塞队列 一个支持延时获取元素的无界阻塞队列。 | 在创建元素时可以指定多久才能从队列中获取当前元素。只有在延迟期满时才能从队列中提取元素。DelayQueue 非常有用,可以将DelayQueue 运用在以下应用场景。·缓存系统的设计:可以用 DelayQueue 保存缓存元素的有效期,使用一个线程循环查询DelayQueue ,一旦能从DelayQueue 中获取元素时,表示缓存有效期到了。·定时任务调度:使用 DelayQueue 保存当天将会执行的任务和执行时间,一旦从DelayQueue 中获取到任务就开始执行,比如TimerQueue 就是使用DelayQueue 实现的。 |
SynchronousQueue | 一个不存储元素的阻塞队列 | 每一个put 操作必须等待一个take 操作,否则不能继续添加元素。它支持公平访问队列。默认情况下线程采用非公平性策略访问队列。使用构造方法 SynchronousQueue(true) 创建公平性访问的SynchronousQueue ,则等待的线程会采用先进先出的顺序访问队列。SynchronousQueue 可以看成是一个传球手,负责把生产者线程处理的数据直接传递给消费者线程。队列本身并不存储任何元素,非常适合传递性场景。 |
LinkedTransferQueue | 一个由链表结构组成的无界阻塞队列 | (1)transfer 方法如果当前有消费者正在等待接收元素(消费者使用 take() 方法或带时间限制的poll() 方法时),transfer 方法可以把生产者传入的元素立刻transfer (传输)给消费者。如果没有消费者在等待接收元素,transfer 方法会将元素存放在队列的tail 节点,并等到该元素被消费者消费了才返回。(2) tryTransfer 方法tryTransfer 方法是用来试探生产者传入的元素是否能直接传给消费者。如果没有消费者等待接收元素,则返回false 。和transfer 方法的区别是tryTransfer 方法无论消费者是否接收,方法立即返回,而transfer 方法是必须等到消费者消费了才返回。对于带有时间限制的 tryTransfer(E e,long timeout,TimeUnit unit) 方法,试图把生产者传入的元素直接传给消费者,但是如果没有消费者消费该元素则等待指定的时间再返回,如果超时还没消费元素,则返回false ,如果在超时时间内消费了元素,则返回true 。 |
LinkedBlockingDeque | 一个由链表结构组成的双向阻塞队列 | 双向队列因为多了一个操作队列的入口,在多线程同时入队时,也就减少了一半的竞争。 相比其他的阻塞队列,LinkedBlockingDeque多了addFirst、addLast、offerFirst、offerLast、peekFirst和peekLast等方法 |
什么是线程公平的访问队列?
所谓公平访问队列是指阻塞的线程,可以按照阻塞的先后顺序访问队列,即先阻塞线程先访问队列。
-----------------------------------------------------------------------------摘自 书名:Java并发编程的艺术 作者:方腾飞;魏鹏;程晓明